CN112443859A - 一种层燃式燃烧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种层燃式燃烧装置，它应用于燃烧炉领域，其包括炉体，所述炉体内设有料仓、燃尽室和燃烧室，所述料仓设置在燃尽室和燃烧室的斜上方，所述燃尽室位于燃烧室的斜上方，所述料仓通过输料管与燃烧室连通，所述燃尽室通过设有进火口的火管与燃烧室连通，所述火管通过进火口与环绕在所述火管外周的风管连通，所述风管与燃烧室上方的风室连通，所述风室通过与燃烧室侧面的风道与清灰室连通；本发明采用层燃及分级燃烧的技术，在燃烧轮的作用下燃料实现了缓慢输送、慢速燃烧，燃料的燃烧效率大大提高，污染物排放量大大降低，还避免了灰渣结焦的产生，炉体寿命延长，有大力推广的必要。
Description
技术领域
本发明涉及燃烧炉领域，具体的说是一种层燃式燃烧装置。
背景技术
目前，市场上民用采暖燃烧装置多采用将燃料装入炉膛，在炉膛内形成一个比较高的燃烧层，由上往下或者由下往上自行燃烧，燃烧过程中，由于料层较高助燃空气穿过的阻力较大，容易形成不完全燃烧，导致烟筒冒烟、污染环境。另外，燃料燃烧生成的灰层容易将未完全燃烧的燃料进行包裹，阻止其与助燃空气的接触，造成燃料燃烧不充分；由于灰渣中含有大量未燃尽的碳，燃料利用率有待提高。
也有使用电机实现间断送料、使用风机辅助送风实现强制燃烧，然后通过人工或者自动装置进行除灰。这种燃烧方式中由于风机强制送助燃空气，燃料燃烧迅速且剧烈，导致消耗燃料速度快同时燃烧室内温度太高，燃烧过程中灰渣会结焦严重，影响燃烧效果和清灰装置的正常使用，且辅助电机、风机较多，导致机械传动部件多，电能消耗多且故障率高，同时由于燃烧过程温度高，烟气风量大、流速快，致使烟气排放中氮氧化物和颗粒物排放量高，相当一部分热量被大量烟气带走，造成热效率低且给环境污染带来一系列问题。
因此，有必要对现有技术进行改进，提升燃料燃烧效率，降低污染物排放，改善生态环境。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种层燃式燃烧装置，能保证燃料在一个自然吸气的环境中实现稳定、低温状态燃烧，避免燃烧过程灰渣结焦，具有低燃料消耗速度、低氮氧化物、低颗粒物排放的特点。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
本发明包括炉体，所述炉体内设有料仓、燃尽室和燃烧室，所述料仓设置在燃尽室和燃烧室的斜上方，所述燃尽室位于燃烧室的斜上方，所述料仓通过输料管与燃烧室连通，所述燃尽室通过设有进火口的火管与燃烧室连通，所述燃尽室通过进火口与风管连通，所述火管通过进火口与环绕在所述火管外周的风管连通，所述风管与燃烧室下方的清灰室连通。
本发明的进一步改进在于：所述燃烧室内设有燃烧轮，所述燃烧轮的一侧设有与料仓连通的燃料区，另一侧设有燃尽区，燃烧轮转动将燃料区的燃料输送到燃尽区的过程中完成燃烧。
本发明的进一步改进在于：所述燃烧轮的中心设有转轴，所述转轴与电机连接。
本发明的进一步改进在于：所述转轴与炉体连接处设有定位碗。
本发明的进一步改进在于：所述风管通过依次连接的风室、风道与清灰室连通，所述风管与燃烧室上方的风室连通，所述风室通过与燃烧室侧面的风道与清灰室连通,所述风道设置在燃烧室的外侧，所述风室设置在燃烧室的上方。
本发明的进一步改进在于：所述燃烧室和风道外围与炉体之间充满与燃烧室高度相当的耐火保温材料,所述耐火保温材料由耐火水泥、耐火土及耐火沙混合而成。
本发明的进一步改进在于：所述风管与炉体的连接处设有风管连接片，所述火管与炉体的连接处设有火管连接片。
本发明的进一步改进在于：所述输料管与出烟室的连接处设有保护套。
本发明的进一步改进在于：所述料仓的顶部设有可拆卸的上盖。
本发明的进一步改进在于：所述燃尽室的上方设有炊事灶口。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的有益效果是：
本发明结构简单、设计合理，操作方便。采用层燃及分级燃烧的技术，在燃烧轮的作用下将燃料从燃料区一层一层的输送到燃尽区并完成燃烧。输送的过程处于低温、自然吸气状态，燃烧轮上燃料的内部结构发生变化，裂解出挥发性烟体（如CO,CH4等），剩下固态碳元素在燃烧轮上与自然吸入的助燃空气结合完全燃烧，燃烧轮上的燃料层从燃料区到燃尽区的厚度逐渐变低，助燃空气的穿透能力逐渐提高，为燃料的充分完全燃烧提供一个良好环境，燃料的燃尽率大大提高。碳元素燃烧形成的灰渣，较小部分在燃烧轮转动过程中通过燃烧轮的间隙落入清灰室，较大的块状灰渣会在燃烧轮的转动下，被送入清灰室；裂解出的未在燃烧室内燃尽的挥发性烟体和不完全燃烧生成的CO通过燃烧室进入火管，在火管内与风管进入的高温助燃空气混合完全燃烧，生成二氧化碳和水，排向大气。
这样，在燃烧轮的作用下燃料实现了缓慢输送、慢速燃烧。燃料的燃烧效率大大提高，污染物排放量大大降低，还避免了灰渣结焦的产生，炉体寿命延长，有大力推广的必要。
附图说明
图1是本发明的内部结构示意图；
图2是图1的C-C剖视结构示意图。
其中，1、上盖；2、炊事灶口；3、燃尽室；4、火管；5、风管；6、进火口；7、风管连接片；8、风室；9、火管连接片；10、燃尽区；11、转轴；12、料仓；13、保护套，14、输料管；15、燃烧室；16、燃料区；17、燃烧轮；18、电机；19、风道；20、定位碗；21、清灰室；22、耐火保温材料。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
一种层燃式燃烧装置，如图1和图2所示，包括炉体，所述炉体内设有料仓12、燃尽室3和燃烧室15，所述料仓12设置在燃尽室3和燃烧室15的斜上方，所述燃尽室3位于燃烧室15的斜上方，所述料仓12通过输料管14与燃烧室15连通，料仓12内的燃料通过输料管14送入燃烧室15内的燃料区16，所述料仓12的顶部设有可拆卸的上盖1，上盖1的设置满足加料的需要，所述输料管14与出烟室的连接处设有保护套13，保护套13的设置起到保护输料管14的作用，以防止烟室内高温烟气将输料管14内燃料引燃并延长其使用寿命。
如图1所示，所述燃烧室15内设有燃烧轮17，所述燃烧轮17包括环形设置的轮齿和卡置所述轮齿的轮毂，燃烧轮17的一侧设有与料仓12连通的燃料区16，另一侧设有燃尽区10，燃烧轮17转动将燃料区16的燃料输送到燃烧轮17并使燃料在燃烧轮17上燃烧，燃烧轮17的设置为燃料提供了燃烧的场所，使燃料在燃烧轮17上边运输边燃烧，当燃料从燃料区16被输送到燃尽区10时，燃料完全燃烧成灰烬，使燃料在燃烧轮17上燃烧的速度与燃烧轮17旋转的速度成正比，保证燃料从燃料区16带到燃尽区10的时候，燃料刚好完全燃烧成灰烬；同时燃烧轮17上相邻的轮齿之间设有间隙，在燃料燃烧产生的灰烬输送到燃尽区10时，较小部分在燃烧轮17转动过程中通过轮齿之间的间隙落入清灰室21，较大的块状灰渣会在燃烧轮17的转动下，被送入清灰室21，所以燃烧轮17还起到了清灰的作用。
如图1所示，燃烧室15内燃料区16处设有燃料，在燃烧轮17的轮齿转动的过程中将燃料区16内的燃料挂到轮齿之间的间隙内，由于燃料是块状，燃料层的高度会超过燃料轮17的高度，大概会超过燃料块三分之一的高度。这样就在燃烧轮17上挂满一层燃烧的燃料，形成层燃。由于燃烧轮17上的燃料较薄，助燃空气穿透性好，所以，燃烧轮17上的燃料能实现完全、充分的燃烧，燃料的热效率高。
所述燃尽室3通过设有进火口6的火管4与燃烧室15连通，所述火管4通过进火口6与环绕在所述火管4外周的风管5连通，所述风管5通过依次连接的风室8、风道19与清灰室21连通，也就是清灰室21内的空气依次经风道19、风室8进入风管5，所述风道19设置在燃烧室15的外侧，所述风室8设置在燃烧室15的上方，由于燃烧室15为燃料燃烧的场所，所以燃烧室15附近的温度很高，所以清灰室21内的空气经风道19、风室8后依次被加温成高温空气送入风管5内，在风管5内再次被火管4加热，然后这些高温空气经火管口6送入火管4内与燃烧室15内未燃尽的挥发性烟体和可燃物进行混合燃烧。
如图1所示，燃烧轮17将燃料从燃料区16一层一层的输送到燃尽区10的过程中，在低温、自然吸气的状态下，燃烧轮17上燃料的内部结构发生变化，裂解出挥发性烟体（如CO,CH4等），剩下固态碳元素在燃烧轮17上与自然吸入的助燃空气结合完全燃烧。燃烧轮17上的燃料层从燃料区16到燃尽区10燃烧生成的灰烬不时地从轮齿之间的间隙落入清灰室21，而且此过程中燃烧轮17上燃料的逐渐燃烧，燃料层的厚度逐渐降低，助燃空气的穿透能力逐渐提高，为燃料的充分完全燃烧提供一个良好环境，燃料的燃烧热大大提高。碳元素燃烧形成的灰渣，较小的部分会在燃烧轮转动过程中通过燃烧轮17上相邻轮齿间的间隙落入清灰室21，较大的块状灰渣会在燃烧轮17的转动下，带入清灰室21。
在燃烧室15内未完全燃尽的挥发性烟体和燃料不完全燃烧生成的CO通过燃烧室15进入火管4，在火管4内与风管5进入的高温助燃空气混合完全燃烧，火管4内高温空气将挥发性烟气和不完全燃烧生成的CO再次燃烧，生成二氧化碳和水，排向大气。可见，整个燃烧过程，燃料的热效率高，污染物排放低，燃烧速度慢，避免了结焦的产生。
这样，形成了两种燃烧模式：在燃烧轮17上固态碳层的自然燃烧，挥发性烟气和可燃物在火管5内与高温空气混合燃烧的分级燃烧。由于助燃空气是经加温后自然吸气形式进入，流速会比较慢，空气流速较低带起的颗粒物较少，燃烧室15内温度较低，氮氧化物的形成也会得到抑制。燃烧室15内温度相对较低，会避免结渣现象，利于提高装置的使用寿命。由于是自然吸气烟气中氧含量极低，极大的降低了氮氧化物的形成，燃烧室15内温度较低抑制了焦渣的产生。所以，整个燃烧过程中没有外力辅助送风，燃烧速度比较平和，烟气的流动速度低，颗粒物含量少，被烟气带走的热量少。
如图1所示，所述燃烧室15和风道19外围与炉体之间充满与燃烧室15高度相当的耐火保温材料22，所述耐火保温材料22由耐火水泥、耐火土及耐火沙按一定比例混合而成，所述耐火水泥、耐火土及耐火沙的混合比例可以为1:2:2。所述耐火保温材料22的设置为燃烧室15提供一个温度相对较高的热环境，为燃料的裂解、气化及完全燃烧提供一个稳定的温度值同时也起到延长燃烧装置使用寿命作用。
如图1所示，所述风管5与炉体的连接处设有风管连接片7，所述火管4与炉体的连接处设有火管连接片9，所述风管连接片7和火管连接片9的设置为炉体的制作提供的方便。
如图2所示，所述燃烧轮17的中心设有转轴11，所述转轴11与两侧轮毂的中心重合，转轴11与电机18连接，电机18带动转轴11转动，转轴11带动燃烧轮17旋转，可通过控制电机18转速的方式控制燃烧轮17的转速，以满足燃烧轮17上的燃料在燃烧轮17上完全燃烧。所述转轴11与炉体连接处设有定位碗20，所述定位碗20的设置起限位燃烧轮17的作用，使燃烧轮17限定在燃烧室15内只能沿轴向转动而不能平行移动。
如图1所示，所述燃尽室3的上方设有炊事灶口2供家庭炊事需要，此外，炉体内还设有循环水，满足人们冬季取暖及生活用水的需求。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种层燃式燃烧装置，包括炉体，其特征在于：所述炉体内设有料仓（12）、燃尽室（3）和燃烧室（15），所述料仓（12）设置在燃尽室（3）和燃烧室（15）的斜上方，所述燃尽室（3）位于燃烧室（15）的斜上方，所述料仓（12）通过输料管（14）与燃烧室（15）连通，所述燃尽室（3）通过设有进火口（6）的火管（4）与燃烧室（15）连通，所述燃尽室（3）通过进火口（6）与风管（5）连通，所述火管（4）通过进火口（6）与环绕在所述火管（4）外周的风管（5）连通，所述风管（5）与燃烧室（15）下方的清灰室（21）连通。
2.根据权利要求1所述的一种层燃式燃烧装置，其特征在于：所述燃烧室（15）内设有燃烧轮（17），所述燃烧轮（17）的一侧设有与料仓（12）连通的燃料区（16），另一侧设有燃尽区（10），燃烧轮（17）转动将燃料区（16）的燃料输送到燃尽区（10）的过程中完成燃烧。
3.根据权利要求2所述的一种层燃式燃烧装置，其特征在于：所述燃烧轮（17）的中心设有转轴（11），所述转轴（11）与电机（18）连接。
4.根据权利要求3所述的一种层燃式燃烧装置，其特征在于：所述转轴（11）与炉体连接处设有定位碗（20）。
5.根据权利要求1所述的一种层燃式燃烧装置，其特征在于：所述风管（5）通过依次连接的风室（8）、风道（19）与清灰室（21）连通，所述风管（5）与燃烧室（15）上方的风室（8）连通，所述风室（8）通过与燃烧室（15）侧面的风道（19）与清灰室（21）连通,所述风道（19）设置在燃烧室（15）的外侧，所述风室（8）设置在燃烧室（15）的上方。
6.根据权利要求1所述的一种层燃式燃烧装置，其特征在于：所述燃烧室（15）和风道（19）外围与炉体之间充满与燃烧室（15）高度相当的耐火保温材料（22）,所述耐火保温材料（22）由耐火水泥、耐火土及耐火沙混合而成。
7.根据权利要求5所述的一种层燃式燃烧装置，其特征在于：所述风管（5）与炉体的连接处设有风管连接片（7），所述火管（4）与炉体的连接处设有火管连接片（9）。
8.根据权利要求1所述的一种层燃式燃烧装置，其特征在于：所述输料管（14）与出烟室的连接处设有保护套（13）。
9.根据权利要求1所述的一种层燃式燃烧装置，其特征在于：所述料仓（12）的顶部设有可拆卸的上盖（1）。
10.根据权利要求1-9任一项所述的层燃式燃烧装置，其特征在于：所述燃尽室（3）的上方设有炊事灶口（2）。
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